2.5维非均匀介质中的地震波数值模拟

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地震波数值模拟方法研究综述

地震波数值模拟方法研究综述在地学领域，对于许多地球物理问题，人们已经得到了它应遵循的基本方程(常微分方程或偏微分方程)和相应的定解条件，但能用解析方法求得精确解的只是少数方程性质比较简单，且几何形状相当规则的问题。

对于大多数问题，由于方程的非线性性质，或由于求解区域的几何形状比较复杂，则不能得到解析解。

这类问题的解决通常有两种途径。

一是引入简化假设，将方程和几何边界简化为能够处理的情况，从而得到问题在简化状态下的解答。

但这种方法只是在有限的情况下是可行的，过多的简化可能导致很大的误差甚至错误的解答。

因此人们多年来寻找和发展了另一种求解方法——数值模拟方法。

地震数值模拟(SeismicNumericalModeling)是地震勘探和地震学的基础，同时也是地震反演的基础。

所谓地震数值模拟，就是在假定地下介质结构模型和相应的物理参数已知的情况下，模拟研究地震波在地下各种介质中的传播规律，并计算在地面或地下各观测点所观测到的数值地震记录的一种地震模拟方法。

地震波场数值模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段，这种地震数值模拟方法已经在地震勘探和天然地震领域中得到广泛应用。

地震数值模拟的发展非常迅速，现在已经有各种各样的地震数值模拟方法在地震勘探和地震学中得到广泛而有效的应用。

这些地震波场数值模拟方法可以归纳为三大类，即几何射线法、积分方程法和波动方程法。

波动方程数值模拟方法实质上是求解地震波动方程，因此模拟的地震波场包含了地震波传播的所有信息，但其计算速度相对于几何射线法要慢。

几何射线法也就是射线追踪法，属于几何地震学方法，由于它将地震波波动理论简化为射线理论，主要考虑的是地震波传播的运动学特征，缺少地震波的动力学信息，因此该方法计算速度快。

因为波动方程模拟包含了丰富的波动信息，为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供了更多的佐证，所以波动方程数值模拟方法一直在地震模拟中占有重要地位。

有限差分法地震波传播数值模拟

2k
2 x
ω2
⎟⎟⎠⎞2
⎪⎫ ⎬ ⎪⎭
∂3P ∂z∂t 2
−
v2 4
∂3P ∂x2∂z
+
3v 4
∂3P ∂x2∂t
−
1 v
∂3P ∂t 3
=
0
Elastic Wave: (Bottom Boundary)
Utt = α 2U xx + β 2U zz + (α 2 − β 2 )Wxz Wtt = β 2Wxx + α 2Wzz + (α 2 − β 2 )U xz
2
MM 4
⎤ ⎥ ⎥
⎢⎢⎡CC12((MM
) )
⎤ ⎥ ⎥
M = M
6
⎥ ⎥ ⎥
⎢⎢C3(M
)
⎥ ⎥
⎢M⎥
2M ⎥
M⎦
⎢⎣CM(M ) ⎥⎦
⎡1⎤ ⎢⎢0⎥⎥ ⎢0⎥ ⎢⎢ M ⎥⎥ ⎢⎣0⎥⎦
⎡1
⎢ ⎢
13
⎢ 15
⎢ ⎢
M
⎢⎣12N −1
3 33 35
M 32 N −1
5 53 55
M 52 N −1
1992，1994年，Tessmer et al.在模拟二维以及三维不规则地表面波时，同样也是使用的如上吸收边界。
采取的措施
z 高阶差分解法--提高计算精度，减小数值频散 z 采用基于特征分析方法得到的吸收边界条件
数值频散问题------高阶差分解法
声波：
∑ ∂2 f
∂x 2
=1 Δx 2
M
Cm(M )[ f (x + mΔx) − 2 f (x) +
m=1
f (x − mΔx)] + o(Δx2M )

地震波数值模拟技术转载

地震波数值模拟技术转载地震数值模拟在地震勘探和地震学各工作阶段中都有重要的作用。

在地震数据采集设计中，地震数值模拟可用于野外观测系统的设计和评估，并进行地震观测系统的优化。

在地震数据处理中，地震数值模拟可以检验各种反演方法的正确性。

在地震数据处理结果的解释中，地震数值模拟又可以对地震解释结果的正确性进行检验。

由于实际工作中所模拟的介质不同，所用的模拟方程也不一样。

根据模拟方程的不同，波动方程数值模拟主要有:声波模拟、弹性波模拟、粘弹性波模拟以及裂隙和孔隙弹性模拟等。

由于可以用射线理论、积分方程、微分方程来描述地震波的传播，模拟方法也相应地有射线追踪法、积分方程数值求解方法以及微分方程数值求解方法。

射线追踪方法通过求解程函方程计算地震波旅行时，通过求解传播方程计算地震波振幅。

该方法以高频近似为前提，适合于物性缓变模型中地震波传播模拟。

模型简单时该方法具有计算速度快的突出优点，正因为如此，它在地震成像、旅行时层析等方面得到广泛应用。

也正是高频近似，该方法不适合物性参数变化较大模型中地震波的传播模拟。

积分方程数值求解地震波数值模拟方法是基于惠更斯原理而得到的一种波场计算方法，它又可以分为体积分方法和边界积分方法。

该方法的半解析特征，使其在成像，反演理论研究和公式推导方面具有得天独厚的优势。

由于涉及Green函数的计算，该方法一般适合于模拟具有特定边界地质体产生的地震波，而要求该地质体周围为均匀介质。

因此，该方法的适应范围受到严格限制。

微分方程方法使对计算区域网格化，通过数值求解描述地震波传播的微分方程来模拟波的传播。

就目前看来，该方法对模型没有任何限制，在地震波模拟中使用最为广泛，主要问题是计算量比较大，对计算机内存要求较高;其中，有限差分法(FD)、有限元法(FE)以及傅立叶变换法(PS)是这类模拟方法中使用较多的方法。

近年来还出现界于有限差分法和有限元法之间的有限体方法(FV)，在理论上应该具有有限元法网格剖分的灵活性，又具有有限差分计算快速的特点，但在简单的矩形网格情况下，该方法完全退化为有限差分法。

非均匀介质地震波场特征分析wgc

V
11.
因此可以得到总场表达式：
u (r , ω ) = u 0 (r , ω ) + u s (r , ω ) = u 0 (r , ω ) +
∫∫∫ G(r, r , ω )k ε (r, ω )u(r, ω )dV
2 V g
此方程为一个非线性方程，即是著名的Lippmann-Swinger方程。
随着勘探开发的进一步深入，横向不连续、纵向重叠的非均质砂岩储层以及缝洞型碳酸盐岩储层逐渐成为人们的研究热点。
一、引言
2、典型非均匀介质---裂缝地表调查
大尺度裂缝
小尺度裂缝
中尺度裂缝
大尺度：长度10-100m，宽度10-100cm 中尺度：长度1-10m，宽度1-10cm 小尺度：长度小于1m，宽度小于1cm
ω2
u (r , ω ) = −
C 02 (r )
ω2
ε (r )u (r , ω )
6.
由于： k 0 ( z ) =
ω
C0(z)
则方程可以写为：
∇ 2 u (r , ω ) + k 2 u (r , ω ) = − k 2 ε (r )u (r , ω
7. 根据地震波散射理论将波场进行分解：即：式（7）带入式（6）可得：
)
u ( r , ω ) = u0 ( r , ω ) + u s ( r , ω )
∇ 2ui ( r , ω ) + k 2ui ( r , ω ) + ∇ 2us ( r , ω ) + k 2us ( r , ω ) = − k 2ε ( r ) u ( r , ω )
二、地震波散射原理
地震散射波动方程的建立地震波散射原理

2.5维地震波场褶积微分算子法数值模拟

２５维地震波场褶积微分算子法数值模拟．
程冰洁，李小凡
北京１０２）００９（＿中石化西南分公司博士后科研工作站，都６０８；２１成１０１．中国科学院地质与地球物理研究所，
摘要
数值模拟比二维模拟可以更真实地模拟三维介质的某个剖面的坡场，且２５维地震波模拟的计算量比三维模拟的并．计算量及计算耗时要大大减少．本文利用基于Ｆｒｙｅ义正交多项式褶积微分算子法计算２５维非均匀介质地震ｏｓｔ广．波场，拟结果表明，算法的计算速度快，算精度高，够直观、效地反映复杂介质中波场的传播规律，且２５模该计能高并．
维普资讯
第２３卷
第４期
地
球
物
理
学
进
展
Ｖｏｌ２Ｎｏ＿３．４
Ａｕ．ｇ２０８０
２００８年８月（码：０９１０）页１９～１５
ＰＲ（ＧＲＥＳ）ＳＩＮＧＥ０ＰＨＹＳＩＣＳ
２ｎｔｕｅｆＧｏｏｙａｄＧｅｐｙｉ，ｈｎｓＡａｅｆＳｉｃ，Ｂｉｉｇ１０２，ｈｎ）．ＩｓｔｔｉｏｅｌｇｎｏｈｓｓＣｉｅｅｃｄｍｙｏｃｎｅｅｎ００９Ｃｉａｃｅｊ
ＡｂｔａｔＥａｌｏｎｏｌｔｏｎｌｄｉ｛ｒｎｔａｏｒｒｌｂａｅｎｔｓｒｃｒｙｃｖｕｉａｆｅｅｉｔｓｗｅｅａｌｓｄｏｈｅＦｏｕｉｒｔａｆｍａｉｎ，ｔｉｒｃｓｏｎｗａｉｔｅｒｅｒｎｓｏｒｔｏｈｅｒｐｅｉｉｓａｌｌｔｈｇｒｔａｈｈｅｆｕｒｏｒｅｉｉｅｄｉｆｒｎｃ．Ｆｏｍｐｏｖｎｇｔｒｃｓｏｎａｆｉｉｎｙｏｆｓｉｍｉｉｅｈｎｔａｔｏｆｔｏ — ｄｒｆｎｔｆｅｅｅｒｉｒｉｈｅｐｅｉｉｎｄｅｆｃｅｃｅｓｃｍｏｄｌｎｅｉｇ，ｔｈｅａｈｏｓｄｅｅｏｐａｎｅｕｔｒｖｌｗｍｏｄｌｎｐｐｏｃ（ｎｖｕｔｏｌＦｏｒｙｅＰｏｙｍｉｌＤｉｆｒｎｔａｏｒｅｈｄ）ｂｙｕｉｐｔ— ｅｉｇａｒａｈＣｏｏｌｉｎａｓｔｌｎｏａｆｅｅｉｔＭｔｏｓｎｇｏｉｍｉｅｏｎｏｌｉｎａｅａｏｒｏｐａｉｌｄｆｅｒｎｉｔｏｎｄｔｇｇｒｄ‘ｒｄｆｎｉｅ。ｉｆｅｃｏｒｔｍｅｄｉｆｒｎｔａｉｎｚｄｃｖｕｔｏｌｏｐｒｔｓｆｒｓｔａｉｆｅｔａｉｎａｓａｅｅ — ｉｉｔ— ｆｅｒｎｅｆｉｆｅｅｉｔｏｎｉｇｄｗａｅｅｕａｉｎｃｐｕａｉｎ．Ｔｈｏｕｉｆｔｉｅｍｅｈｏｓｍｕｃｃｏｅｔｈｅｅａｃｖｌｅ，ａｄｔｐｅｉｉｎｓｖｑｔｏｏｍｔｔｏｅｓｌｔｏｎｏｈｓｎｗｔｄｉｈｌｓｏｔｘｔａｕｎｈｅｒｃｓｏｉｎａｌｑｌｔｈａ６ｏｄｒｆｎｉｅｄｉｆｒｎｃａｄｈｇｒｔｎｔｔｏｈｅｐｅｄｏｐｔａｅｈ．２５Ｄｏｅｌｎｅｒｙｅｕａｏｔｔｏｆ１ｒｅｉｔｆｅｅｅ，ｎｉｈｅｈａｈａｆｔｓｕｓｅｃｒ１ｍｔｏｄ．ｍｄｌｉｇｉｏｅｅｆｃｅｈｎ３ｍｏｌｉｓｍｒｆｉｉｎｔｔａＤｄｅｌｎｇ，ａｎｄｍｏｒｆｅｔｖｏｍｏｄｌｔｅ３ｓｉｍｉｉｌｈａＤｏｌｉｇ．ＴｈｓｐａｅｒｅｅｆｃｉｅｔｅｈＤｅｓｃｆｅｄｔｎ２ｍｄｅｌｎｉｐａｐｌｓｔｏｏｌｉｎａｐｉｈｅｃｎｖｕｔｏ１Ｆｏｒｙｅｐｏｙｎｅｓｔｌｏｍｉ１ｄｉｆｒｎｔａｏｒｍｅｈｏｄｔｏｄ１２．Ｄｅｓｉｖｅｉｌ．Ｔｈｍｅｉａａｆｅｅｉｔｔｏｍｅ５ｓｉｍｃｗａｓｆｅｄｅｎｕｒｃ１ｒｓｌｓｈｏｔｔｔｇｉｈｃｎｂｉｇｒｌａｌｔｏｅｉｈｈｇｒｃｓｏｎａｄｆｓｐｅｅｕｔｓｗｈａｈｅａｌｏｒｔｍａｒｎｅｉｂｅｏｕｃｍｓｗｔｉｈｐｅｉｉｎａｔｓｅｄ，ａ．５ｍｏｌｉｇｉｎｄ２Ｄｄｅｌｎｓｍｕｈｅｆｃｅｎｄｅｏｍｉａ，ａｄｄｓｒｓｍｏｅａｔｎｔｔｏｎ，ｒｓａｒｈａｘｅｉｅａｌｃｔｏｃｆｉｉｎｔａｃｎｏｃｌｎｅｅｖｅｒｔｅａｌｅｅｃｎｄｅｔｎｓｖｐｐｉａｉｎ．Ｋｅｗｏｄｃｎｖｌｔｏｎｌｄｆｅｒｎｉｔ，Ｆｏｓｅｐｌｎｏｉ，ｓｉｍｉｖｅｙｒｓｏｏｕｉａｉｆｅｔａｏｒｒｙｔｏｙｍａｌｅｓｃｗａｓ，２．Ｄ５ｎｕｍｅｉａｏｌｎｒｃｌｍｄｅｉｇ

非均匀介质地震波传播交错网格高阶有限差分法模拟

© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
·18 ·
石油大学学报 (自然科学版) 2003 年 12 月
图 6 所示的是图 3 模型速度为 1 500 m/ s ,3 层
对该模型用精度为 O (Δt2 ,Δ x 10) 的一阶全声波方密度分别为 1. 0 ,2. 0 和 2. 8 g/ cm3 时所模拟的地面
程交错网格高阶差分法和常规网格下的二阶声波方单炮记录。
程伪谱法进行了模拟。
图 7 (a) 所示是 Marmousi 速度模型 ,取密度为
5 数值模拟
为了比较一阶全声波方程交错网格高阶差分法与常规网格下的二阶声波方程伪谱法的模拟效果 , 分别对均匀模型、横向非均匀模型和 Marmousi 模型进行了二维地震波场模拟。交错网格高阶差分法均匀模型的计算区域为 1 000 m ×1 000 m ;伪谱法均匀模型的计算区域为 1 280 m ×1280 m 。模型的地震波速度为 2000 m/ s , 密度为常数 ;震源为点震源 ,主频为 30 Hz ,位于模型中央。网格大小为Δx =Δz = 10 m ,时间步长为 Δt = 1 ms。图 2 (a) , ( b) , (c) , ( d) 分别为四阶、六阶、十阶交错网格差分法和伪谱法所模拟的 t = 200 ms 时瞬时波场快照。可以看出 ,交错网格高阶差分法当差分阶数较低时 ,频散严重 ;随着阶数的增加 , 频散降低 ,模拟波场的精度逐渐提高。当采用十阶差分格式时 ,其模拟结果与伪谱法的相当。伪谱法的优点是精度高 ,缺点是所需内存和计算量大。交错网格差分法主要优点是计算效率高 ,计算时间约为伪谱法的 0. 65 倍 ,且所需内存小。

非均匀各向异性介质地震正演模拟新方法

取声学波动方程：
＋
ａ８ｚ
方程联合运算的方法，称其为ＭＩＭＡＶＳ方法。虽然等效参数的计算具有一定的近似性，实践证明，引起但它
的误差往往在容许范围之内。ＭＩＶＭＡＳ地震模拟的计算步骤和计算方法如下。１将地质剖面沿深度轴（）剖分为 Ⅳ个等间）轴，隔的水平小层，再对每个小层按给定模型沿水平轴（轴）剖分为ｍ个不等间隔的小层，图１示。如所
４采用声学波动方程计算地震正演记录。针对非）
均匀各向异性介质的类型、特征，可采用多参考慢度的
Ｊ）ｆ（０）￣ｘｄ９ｐ：ｆＰ，ｅｔ）ｆ）（ＫｉＫｄ（（＇ｘ￣＋
用式（）波场从Ｚ延拓到时，利用等效体７将要和等效参数（图１，根据等效参数数值大小和分见）并布，择相应参考参数尺进行波场延拓，１２ … ，选／，，，＝Ｊ（为所选参考参数的个数）延拓后，到与参考参数。得对应的波场值，拉格朗日插值方法对进行插值，用
断
块
油
气
田
２应用实例与结果分析
图２为实际地震剖面，包含地层超覆尖灭的潜Ｌ【Ｊ顶面和潜山内幕中的“ 串珠状 ” 溶洞，山顶面埋深约潜５００ｍ，灭部位不清晰。０尖

弹性介质地震波场的数值模拟

弹性介质地震波场的数值模拟地震正演模拟分两方面：数学模拟和物理模拟,正演是地震数据采集、处理、解释三大环节的分析基础。

本文主要论述地震波场数值模拟,地震波场数值模拟是勘探地震学的重要研究课题之一,也是认识地震波传播规律,检验各种处理方法正确性的重要工具,是地震反演的基础。

所以,该技术在我们对油气田的勘探开发有着重要的意义。

地震数值模拟技术的研究方法主要包括三类积分方程法、射线追踪法以及波动方程法。

积分方程法是建立在以Huygens原理为基础的波叠加原理基础上的；射线追踪法主要理论基础是几何光学,属于几何地震学方法,在高频近似条件下,地震波的主能量沿射线轨迹传播,主要优点是计算速度快,所得地震波的传播时间比较准确,但缺少地震波的动力学信息；波动方程数值模拟方法是以地震波波动方程为基础的,相比射线追踪法保留了地震波的运动学与动力学特征。

本文首先介绍了地震波场波动方程方法的基础波动理论,对于波动方程的各种求解方法做了比较全面的论述,并分别对求解公式做了推导。

我们选择了具有编程简单、运算速度快,而且能够得到完整的弹性波场信息的交错网格有限差分法进行了理论研究。

将推导出的关于速度-应力的一阶段波动方程组在等边长网格上离散,得到定义的网格点上的差分波动方程组。

进而讨论差分离散格式的相容性、收敛性以及稳定性,从而得到了差分波动方程组的稳定条件,达到保证数值解收敛于真实解。

在波动数值模拟中震源和边界条件的处理相当的重要,接下来着重在均匀各向同性介质模型中讨论了震源和边界的处理方法。

建立各种不同的模型并对其波场进行分析。

编写的计算机程序可计算二维复杂的非均匀介质的p波、p-sv波的合成地震记录,包括vsp记录、共炮点记录、共中心点抽道记录和地震叠加剖面,理论和实际模型的计算结果令人满意。

二维非测速条件下声发射震源定位方法数值验证

第51卷第8期2020年8月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.51No.8Aug.2020二维非测速条件下声发射震源定位方法数值验证吴顺川1,2，张光1，张诗淮2，郭沛2，储超群2(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明，650093；2.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083)摘要：基于离散元方法构建平板模型，研究应力波信号传播规律。

在平板模型上布设震源点激发应力波作为主动震源，布设监测点记录应力波传播信息，采用3种典型监测点布设方式(等腰直角三角形、一般直角三角形和等边三角形)在非连续介质中进行二维非测速条件下定位试验研究，探讨应力波在三维FJM 模型中的传播规律。

研究结果表明：1)互相关技术能够准确计算应力波信号到达相邻监测点的时延，互相关系数可用于评估应力波衰减规律；2)数值模拟计算所得震源定位结果集中在实际震源周边，且定位误差较小；3)采用正弦波激发方式所得3种布设方式计算震源位置较优点的比例分别为100.0%，100.0%和87.5%，采用雷克子波激发方式所得3种布设方式计算震源位置较优点的比例分别为100.0%，95.8%和95.8%；4)在震源处施加集中力，各监测点P 波位移场在施加力方向(z 方向)上最大，在垂直于施加力方向(x 和y 方向)上无位移；平板上各监测点实际振幅与位移场远场项理论解相符。

关键词：颗粒流理论；应力波；互相关理论；二维震源定位；定位精度；场源效应中图分类号：TU45文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）08-2299-13Numerical verification on two-dimensional acoustic emissionsource location without knowing velocity profileWU Shunchuan 1,2,ZHANG Guang 1,ZHANG Shihuai 2,GUO Pei 2,CHU Chaoqun 2(1.Faculty of Land Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China;2.Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mine,University of Scienceand Technology Beijing,Beijing 100083,China)Abstract:Based on the discrete element method,a plate model was constructed to study the propagation rule of stress wave signals.The source point was established to stimulate stress wave as the active source on the plate model,and the monitoring points were set up to record the stress wave propagation information.Three typical monitoring point layouts (isosceles right triangle,general right triangle and equilateral triangle)were adopted to carry out the source location test under the two-dimensional non-velocity measurement conditions,which wasDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.08.024收稿日期：2019−11−18；修回日期：2020−01−14基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51774020,51934003);云南省高校科技创新团队支持计划资助(Projects(51774020,51934003)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project supported by Program for Innovative Research Team (Science and Technology)in University of Yunnan Province)通信作者：张光，博士研究生，从事岩石力学试验和数值模拟研究。

复杂介质下地震波数值模拟方法研究及其应用

北京航空航天大学计算机学院硕士学位论文开题报告论文题目：复杂介质下地震波数值模拟方法研究及应用专业：计算机科学与技术研究方向：计算机图形学研究生：梁堰波学号：SY0906430指导教师：杨钦（教授)北京航空航天大学计算机学院2010年11月19日目录1 选题依据 (1)1。

1 选题意义 (1)1.2 国内外研究现状分析 (2)2 论文研究方案 (3)2。

1 研究目标 (3)2.2 研究内容与方法 (4)2。

3 技术路线 (4)2。

4 关键技术与难点 (5)3 预期目标与研究成果 (5)4 工作计划 (6)5 参考文献 (6)复杂介质下地震波数值模拟方法研究及其应用1 选题依据1。

1 选题意义本课题来源于实验室课题。

地震数值模拟(Seismic Numerical Simulation)是地震勘探方法研究的前提和基础,对地震数据处理及解释起着重要的作用。

地震数值模拟是首先给出地下介质结构模型，并已知相应的物理参数，进而通过给定的物理方程模拟地震波在地下各种介质中传播时的规律，并计算出各个观测点所观测到的数值而形成地震记录的地震模拟方法。

地震数值模拟在地震勘探和地震学的各项研究及生产工作中都扮演着重要的角色.在野外地震观测系统的设计和评估以及地震观测系统的优化中,地震数值模拟都得到广泛应用;此外地震数值模拟还可以用来检验地震数据处理中的各种反演方法的正确性，并且可以对地震解释结果的正确性进行检验.目前,这种地震数值模拟方法不但在石油、天然气、煤、金属和非金属等矿产资源及工程和环境地球物理中得到普遍的应用，而且在地震灾害预测、地震区带划分以及地壳构造和地球内部结构研究中，也得到相当广泛的应用。

地震勘探的目的则是根据各观测点所观测的地震记录来描绘地下介质结构模型,并且描述其状态或岩性；虽然说这是一个反演过程,但是它是建立在地震正演模拟的基础上的。

通过地震正演模拟研究，充分了解和掌握地震波传播规律是指导地震反演的基础。

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟

裂缝介质中不同震源横波分裂现象的数值模拟全红娟;朱光明;赵淑红;董蕊静【摘要】采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程，模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场，分析了不同方位角情况下波场的传播特征，并讨论了横波分裂时的能量分配情况。

结果表明：地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波；在一定方位角的情况下，垂直裂缝介质中会得到快慢横波，这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。

%The paper introduces the elastic wave equation of 2D three components first-order staggered-grid stress and velocity, simulates wave field of dilatational source, vertical concentrated force source, shear source in fracture media, analyzes wave propagation characteristics with different azimuth angle. The result shows that fast and slow shear wave will be observed when seismic wave propagates in fracture media. This work will provide a strong basis for further analysis of shear wave splitting characteristics and actual seismic data.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】5页(P66-70)【关键词】裂缝介质;横波分裂;数值模拟【作者】全红娟;朱光明;赵淑红;董蕊静【作者单位】长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安 710054; 长安大学理学院，陕西西安 710064;长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】P315.8寻找裂缝型油气藏，以P 波方法占主导地位，而横波勘探被认为是最有效的裂缝识别方法。

利用高阶交错网格有限差分法模拟地震波在非均匀孔隙介质中的传播

2原理
在流体饱和的孔隙介质中, 声波传播的 Biot 线性理论基于以下几点假设[ 17~ 20] : ( 1) 流体相在整个
介质中是连续的, 而不连通的孔道可视为固体骨架; ( 2) 孔隙介质具有统计上的各向同性, 这意味着对于任一截面, 孔隙面积与固体面积的比为常数; ( 3) 微细孔隙尺寸远小于地震波波长; ( 4) 变形很小, 保证了应力和应变之间的线性关系; ( 5) 固体骨架是弹性的. 另外还忽略重力和由于能量分散引起的温度变化的影响.
x 和z 方向的质点速度分量.
依据 Biot 理论, 孔隙弹性介质运动方程为
$# 0 - bW = ( Q11 + Q12 ) Vst - Q12 Wt , ( 4a)
$S + b W = ( Q11 + Q12 ) Vst - Q12 Wt , ( 4b)
式中
0
为固体介质的应力张量, b =
<2 K
=
L
5
V
s z
5x
+
5 Vsx 5z
,
( 3c)
8 44
地球物理学报 ( Chinese J. Geophys. )
46 卷
5 Pf 5t
=
-
AM
5 Vsx 5x
+
5 Vsz 5z
+
M<
5 Wx 5x
+
5 Wz 5z
,
( 3d)
式中
V
s x
和
V
s z
分别为固体介质在x
和z
方向的质点
速度分量, Wx 和 Wz 分别为固体相对于流体介质的

地震波场数值模拟方法

第42卷第2期2003年6月石　油　物　探GE OPHY SIC A L PROSPECTI NG FOR PETRO LE UMV ol.42,N o.2Jun.,2003文章编号:100021441(2003)022*******地震波场数值模拟方法张永刚(中国石油化工股份有限公司科技发展部,北京100029)摘要:简要总结了地震波场数值模拟的各种方法的基本原理及其主要特点,对最近在该领域出现的一些方法和研究结果做了简要的阐述,并对比了各种方法的优缺点。

在此基础上提出了运用波动方程数值模拟作为基础,结合射线方法辅助识别波场类型,用于分析异常波的产生机理和出现特点的基本思想,这对复杂条件下的地震勘探具有指导和借鉴意义。

关键词:地震波场;数值模拟;射线追踪;有限元;伪谱法;正演模拟中图分类号:P63114+1 文献标识码:AOn numerical simulations of seismic w avefieldZhang Y onggang(Department of Science and T echnology Development,SI NOPEC,Beijing100029,China)Abstract:This paper reviews the principles and characteristics of various numerical simulations of seismic wavefield,and com2 pares the merits and defects of the simulations.S ome newly emerged methods and results are briefly discussed.The author pro2 poses to study the generation mechanism and characteristics of abnormal waves based on wave equation numerical simulation supplemented by ray tracing.K ey w ords:seismic wavefield;numerical simulation;ray tracing;finite element;pseudo2spectrum;forward m odeling 地震波场数值模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段,地震波场数值模拟的主要方法包括2大类,即波动方程法和几何射线法。

横向非均匀介质中弹性地震波传播的数值模拟

横向非均匀介质中弹性地震波传播的数值模拟
张剑锋;李幼铭
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】1995(15)3
【摘要】应用混合变量弹性动力学方程和线性常微分方程组的矩阵指数解法,将层状介质中广泛应用的弹性波传播矩阵解法推广至横向非均匀介质,给出了一种可计算复杂地质体中弹性波传播的广义传播矩阵数值解法。

该方法可模拟任意震源及所产生的各种体波、面波,数值结果表明具有很高的计算精度。

【总页数】11页(P21-31)
【关键词】弹性波;非均匀介质;传播矩阵;地震波
【作者】张剑锋;李幼铭
【作者单位】大连理工大学;中国科学院地球物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P315.8
【相关文献】
1.非均匀各向同性弹性介质中地震波传播的数值模拟 [J], 邵秀民;蓝志凌
2.非均匀各向同性弹性介质中地震波传播的数值模拟 [J], 邵秀民;蓝志凌
3.非均匀介质中地震波传播的数值模拟 [J], 刘红艳;李小凡;张美根
4.一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法 [J], 黄继伟;刘洪
5.三维非均匀介质中弹性波传播的数值模拟 [J], 张剑锋;刘铁林
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非均匀介质中地震波传播的数值模拟

非均匀介质中地震波传播的数值模拟刘红艳;李小凡;张美根【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2008(30)3【摘要】地震波场数值模拟方法多种多样,各种方法都有各自的特点.这里推出一种全新地震波场模拟方法--基于Forsyte广义正交多项式的迭积微分算子法,该方法将计算数学中的Forsyte多项式,应用到地震波传播的数值模拟中,它同时具有广义正交多项式迭积微分算子的高精度和有限差分短算子算法的高速度.通过对算子长度的调节及算子系数的优化,可同时兼顾波场解的全局信息与局部信息.复杂非均匀介质模型数值模拟结果说明了该方法的可行性.将该方法的计算结果与傅氏变换伪谱法、错格高阶有限差分法相比较,结果说明,该方法在波场模拟方面具有较好的发展潜力,并具有自身独到的优越性.【总页数】5页(P173-177)【作者】刘红艳;李小凡;张美根【作者单位】中国科学院,地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029;中国科学院,地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029;中国科学院,地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】P631.4【相关文献】1.裂缝介质中瑞雷面波传播的渐变非均匀交错网格数值模拟 [J], 熊章强;张大洲;肖柏勋;秦臻2.非均匀各向同性弹性介质中地震波传播的数值模拟 [J], 邵秀民;蓝志凌3.非均匀各向同性弹性介质中地震波传播的数值模拟 [J], 邵秀民;蓝志凌4.非均匀TI介质P-SV波传播交错网格高阶有限差分数值模拟 [J], 黄翼坚5.横向非均匀介质中弹性地震波传播的数值模拟 [J], 张剑锋;李幼铭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。